Jugo de Caña de Azucar

TECNOLOGIA INDUSTRIAS AZUCARERAS

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PROCESO DE EXTRACCION DEL JUGO DE CAÑA DE AZUCAR

INTRODUCCIÓN El jugo de caña es un líquido refrescante y delicioso, que se obtiene de la parte comestible de la caña de azúcar, debidamente debidamente madurada y fresca. El jugo o zumo de caña de azúcar se prepara a partir de la molienda, pasteurización y posterior clarificación de la caña de azúcar seleccionada, s eleccionada, manteniendo así las características químicas, físicas, organolépticas y nutricionales esenciales del jugo (zumo) del cual proceden. Es un líquido claro que incluye aditivos de tipo alimentario para preservar su vida útil y proporcionar sabores agradables y refrescantes a los sentidos. . El jugo de caña de azúcar a zúcar contiene carbohidratos simples, principalmente sacarosa, que proporcionan energía rápida a quien lo consume. También contiene minerales como calcio, hierro y en mínima cantidad fósforo, que ayudan al mantenimiento de huesos y contracción muscular.

HISTORIA DE LA EXTRACCION DEL JUGO DE LA CAÑA DE AZUCAR La caña de azúcar es uno de los cultivos más viejos en el mundo, se cree que empezó hace unos 3.000 años como un tipo de césped en la isla de Nueva Guinea y de allí se extendió a Borneo, Sumatra e India. El proceso del azúcar se escuchó primero en la India tan temprano como en el 3.000 A.C. Cristóbal Colón introdujo la caña en América en su segundo viaje (1493) a la Isla de La Española, cañas ca ñas que no prosperaron. Tan sólo en 1501 fueron introducidas plantas que sí crecieron. El éxito de las plantaciones de azúcar en el Santo Domingo llevó a su cultivo a lo largo del Caribe y América del Sur.

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1. ELABORACIÓN DEL JUGO DE CAÑA DE AZÚCAR

1.1 2: RECEPCION Y PREPARACION DE LA CAÑA DE AZUCAR El transporte desde el campo hasta la unidad industrial se efectúa en camiones ca miones y carretas con tres o cuatro carrocerías en conjunto. Cada carga transportada pesa aproximadamente 15 toneladas. La caña se recibe en la báscula, donde se efectúa su pesaje. Después de pesada se efectúa un muestreo y análisis en el laboratorio de caña para el control de la materia prima que llega a la industria y para el pago de la caña por contenido de sacarosa. La caña se descarga de las carretas por medio de una grúa tipo hilo sobre una mesa alimentadora a 45 grados. La instalación está prevista para lavar la caña con agua en caso de necesitarlo. A continuación, la caña es transportada sobre un conductor metálico hasta el desfibrador pesado de 90 pulgadas, el cual rompe las fibras de caña mejorando de esta manera la extracción del jugo en el difusor. En este proceso las células son abiertas sin pérdida de jugo. La caña desfibrada es homogenizada por un espallador y cae sobre un conductor de caucho a alta velocidad con el fin de formar una capa delgada antes de pasar por el separador magnético. Este separador retira pedazos de metal que puedan provocar daños en los equipos siguientes.

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1.2 EXTRACCIÓN La extracción del jugo se lleva a cabo en los molinos y consiste en la compresión de la fibra de caña entre cilindros de gran tamaño llamados mazas. A) Molinos: Son estructuras compuestas por Vírgenes (bases metálicas que brindan el soporte a los ejes que mueven las mazas). Cada molino posee 3 mazas. Los molinos se colocan de forma tal que la fibra que sale de un molino sea acarreada por un conductor intermedio y entre a un siguiente molino, de esta manera se logra extraer la mayor cantidad de sacarosa que contiene la fibra. Estos arreglos de molinos se conocen como Támden de Molinos. En CoopeVictoria el támden está compuesto por cinco molinos. B) Mazas: Son cilindros acanalados construidos de hierro fundido y acero con un peso de aproximadamente 10 toneladas. La compresión de la caña se da por el propio peso de las masas y por la presión que ejerce un pistón sobre la masa superior, la cual varía de 1800 psi en el primer molino hasta 3200 psi en el quinto molino. La apertura entre las masas se regula de modo que la salida sea menor que la entrada. Las aperturas en los diferentes molinos se calculan a partir de diversas variables como lo son: cantidad de caña molida por hora, porcentaje de fibra de caña, cantidad de agua de imbibición, tamaño de molinos, entre otros. Este cálculo es conocido como “Seting de Molinos”.

En el caso de CoopeVictoria, las masas son de 34 pulgadas de diámetro por 60 pulgadas de largo para los molinos 1, 2 y 3, y 30 por 60 pulgadas para los molinos 4 y 5. C) Imbibición: Para mejorar la extracción de sacarosa, se aplica agua de imbibición. Este proceso consiste en agregar agua al bagazo antes de su paso por el molino final. La imbibición aumenta la extracción de sacarosa en aproximadamente un 15 %.

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D) Maceración: Este es un proceso que se aplica paralelo a la imbibición y que tiene la misma finalidad (aumentar la extracción). Consiste en remojar el bagazo con el jugo diluido producto de la imbibición. El jugo extraído por un molino se aplica a la entrada del molino anterior. En un támden de 5 molinos se aplica maceración al segundo, tercero y cuarto molino, e imbibición al quinto molino. E) Tratamiento químico: El jugo de caña es tratado químicamente tanto para regular el color final del azúcar, como para favorecer el proceso de clarificación (separación de impurezas). En la molienda se le agrega ácido fosfórico al jugo con el fin de que éste funcione como puente y propicie la reacción entre la materia orgánica y la Acril – Amida, que se agrega en una etapa posterior. El jugo tratado químicamente recibe el nombre de jugo mixto. Los productos finales de esta fase son el “jugo crudo” y el “bagazo”; el

primero, es la materia prima que se destina a la producción de panela, mientras el segundo se emplea como material combustible para la hornilla después de secado. Bagazo. En el proceso de molienda, además del jugo, también se obtiene un residuo sólido llamado “bagazo verde” cuya humedad depende del grado de

extracción del jugo, que fluctúa entre 50% y 60%. Este bagazo es llevado y almacenado en cobertizos llamados bagaceras hasta que alcance una humedad inferior al 30%, para ser utilizado en las hornillas como combustible. Para alcanzar este porcentaje de humedad, se debe almacenar en pilas altas dejando un espacio entre montón y montón para que circule el aire y seque el bagazo. Además, se recomienda poner un tubo de PVC o una caneca en el centro de la pila o montón, para que se facilite el secado.

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La cantidad de panela varía según el porcentaje de extracción del molino y la concentración de los sólidos solubles (grados Brix), así: a mayor porcentaje de extracción y a mayor grados Brix, mayor cantidad de panela por tonelada de caña. En los molinos paneleros la extracción fluctúa, normalmente, entre 40 y 65% y la concentración de los sólidos solubles en el jugo crudo entre 16 y 22º Brix (tabla 22). La transformación del jugo en panela alcanza de 90 a 92º B y, del total de jugo procesado, entre un 2 y 3% se convierte en cachaza, la cual, al deshidratarse se transforma en una masa gelatinosa llamada melote, importante en la alimentación anima Tabla 1: CANTIDAD DE PANELA OBTENIDA CON DIFERENTES PORCENTAJE Y DIFERENTES GRADOS BRIX POR TONELADA DE CAÑA.

1.3 LIMPIEZA DE JUGOS: En esta etapa se retiran impurezas gruesas de carácter no nutricional por medios físicos (decantación y flotación en el prelimpiador), térmicos (en las primeras pailas) y bioquímicos (con los aglutinantes). Comprende tres operaciones: pre limpieza, clarificación y encalado. A) PRELIMPIEZA:

El jugo crudo (guarapo) y sin clarificar se limpia en frío utilizando un sistema de decantación natural, por efecto de la gravedad, desarrollado por el CIMPA y que se ha denominado Prelimpiador. Este dispositivo retiene por precipitación una importante proporción de los sólidos contenidos en el jugo de la caña, como son partículas de tierra, lodo y arena; simultáneamente, por flotación, el prelimpiador separa partículas livianas como bagacillo, hojas, insectos, etc. Las impurezas flotantes se deben retirar varias veces durante la molienda; también se deben retirar periódicamente los tapones de los orificios inferiores para evacuar los lodos acumulados en el fondo del prelimpiador; otra labor es asear como mínimo 2 o 3 5


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veces durante la molienda. Todas las anteriores labores constituyen una BPM en el manejo de este equipo. El jugo sale del prelimpiador por la parte intermedia y se dirige hacia la paila recibidora de la hornilla panelera a través de una tubería. La prelimpieza elimina precursores que dañan el color de la panela, tierra, bagacillo y muchas impurezas, y contribuye a reducir el consumo de bagazo y mantener la calidad del jugo sin que se fermente o avinagre. El prelimpiador debe estar situado entre la salida del molino y el pozuelo o paila recibidora, aprovechando la gravedad para la conducción de los jugos. Cuando el volumen de molienda es de, mínimo, una tonelada de caña por hora, con extracciones de jugo mayores al 55%, es recomendable ubicar un segundo pelimpiador a continuación del primero, para asegurar una limpieza completa de los jugos. Los prelimpiadores se deben construir en acero inoxidable, y las dimensiones varían de acuerdo con el volumen de molienda de cada trapiche, como se ve a continuación: 

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Capacidad de molienda 1 t/hora de caña: un prelimpiador (N. º 1) de 0,80 m de largo, 0,35 m de alto y 0,15 m de ancho. Molinos con capacidad de 0,5 – 1,0 t/hora de caña: un prelimpiador (N.º 1), 1 m de largo, 0,5 m de alto y ancho de 0,3 m. Molinos con capacidad de 1 – 2 t/hora de caña: un prelimpiador (N.º 2) de 1,75 m de largo, 0,30 m de alto y 0,30 m de ancho. Para trapiches con capacidad mayor a 2 t/hora, aumentar el ancho del prelimpiador (N.º 1) en 10 cm por cada 500 kg de caña adicionales.

FILTRACIÓN: El jugo extraído en la molienda contiene mucho bagazo en suspensión, conocido generalmente como bagacillo o cush-cush. Para eliminar este bagacillo los jugos se pasan primero por filtros perforados con agujeros de 1 mm de diámetro. La forma más común consiste en filtros horizontales fijos. Al pasar por el filtro el jugo se deposita en un tanque en tanto que el bagacillo que ha sido separado se recoge por medio de un conductor de raspador que lleva el bagacillo de nuevo a los molinos. 6


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El jugo filtrado es bombeado hasta la parte alta de la torre de sulfatación en donde cae por gravedad. SULFATACIÓN – ALCALIZACIÓN: Sulfatación: En el jugo existen dos compuestos que son no azúcares y que reaccionan con otros formando sustancias colorantes. Entre los compuestos más notables se encuentran los Poli fenoles y los Amino compuestos. La presencia de sustancias colorantes en el azúcar es indeseable; existen valores máximos de unidades de color permitidos por el organismo contralor de la actividad azucarera, en Costa Rica, la Liga Agrícola Industrial de la Caña de Azúcar (LAICA). La producción de azúcar con coloraciones fuera de los límites establecidos puede ocasionar grandes pérdidas económicas para la empresa. Para mantener los índices de coloración en valores aceptables se utiliza el proceso de Sulfatación, que consiste en mezclar el jugo con bióxido de azufre. Este proceso consigue inactivar o al menos minimizar la acción de los Poli fenoles y los Amino compuestos. Torre de Sulfatación: Su función es mezclar el jugo mixto proveniente de los molinos con el bióxido de azufre (S2O). En la torre el jugo cae por gravedad en tanto que vapores de azufre recorren la torre en sentido inverso. El flujo de azufre se controla por medio de la medición de la acidez (PH) de la mezcla resultante. Alcalización: Posterior al proceso de sulfatación se agrega lechada de cal al jugo. Este proceso recibe el nombre de Alcalización. Se realiza para que el Calcio reaccione con los Fosfatos libres y forme Fosfatos Tricálcicos. Estos contribuyen en la reacción de la Acril- Amida con la materia orgánica en el proceso de Clarificado. CALENTAMIENTO: Esta operación tiene por objeto calentar el jugo desde la temperatura a la que sale del tanque de Alcalización hasta la temperatura de ebullición normal a la presión atmosférica del lugar. El calentamiento tiene por función fundamental acelerar la velocidad de la reacción de los Fosfatos Tricálcicos. Calentadores: Consisten en intercambiadores de calor horizontales de dos pasos. El intercambio de calor de se da a partir de vapor de escape proveniente de las turbinas con una presión de aproximadamente 20 psi. B) CLARIFICACIÓN: Esta fase tiene lugar en la paila recibidora o descachazadora, y consiste en la eliminación de las cachazas que son sólidos en suspensión, tales como bagacillos, hojas, arenas, tierra, sustancias coloidales y sólidos solubles presentes en el jugo de la caña. La limpieza de los jugos ocurre gracias a la acción combinada del calentamiento suministrado por la hornilla y la acción aglutinante de ciertos compuestos na turales permitidos dentro de las BPM como los cadillos, el balso, el guásimo, juan blanco, san joaquín, entre otros. 7


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Al macerar las cortezas de algunos árboles y arbustos, como el balso, el guásimo y el cadillo, se obtiene un mucílago que contiene polímeros celulósicos con propiedades aglutinantes. Los sólidos en suspensión se agregan entre sí y forman una masa homogénea que se conoce como cachaza, la cual flota sobre el jugo y permite extraerla manualmente. La cachaza es de dos clases: Cachaza negra:

Es la capa inicial de impurezas, se retira a la cachacera para separar el jugo extraído con la cachaza. Cachaza blanca:

Es la segunda capa que se forma, es más liviana y se debe retirar con prontitud, antes de que los jugos alcancen la temperatura de ebullición, para poder remover las impurezas. Utilización del balso: Su corteza desprende una sustancia babosa que luego de ser macerada y mezclada con agua cambia de color y viscosidad; se denomina mucílago, y se adiciona al jugo de caña para clarificar los jugos. La sustancia clarificante se sumerge directamente en el jugo cuando se alcanzan temperaturas entre 60º y 70º C; la primera cachaza que se retira es la negra, antes de ebullición; luego se agrega más sustancia clarificante para retirar la cachaza blanca, a 92º C aproximadamente. Una buena clarificación determina, en gran parte, la calidad final de la panela, lo que incluye su color. La cachaza es llevada a la paila melotera donde se concentra hasta 45 – 50º Brix, es llamada melote, y se emplea en la alimentación animal; se puede almacenar por un período prolongado. El propósito del proceso de clarificación es separar las impurezas presentes en el jugo. El jugo contiene una considerable cantidad de materia fina y coloidal en suspensión que debe eliminarse para conseguir azúcares de alta pureza al final del proceso. En la clarificación también se extraen algunos constituyentes solubles. Floculantes (Acril - Amida): Los floculantes se comenzaron a utilizar en el año 1962. Por medio de los fosfatos tricálcicos (puente) reaccionan con la materia orgánica (impurezas) produciendo moléculas de gran tamaño que decantan por diferencia de densidad. Clarificadores: Son tanques o depósitos de gran tamaño por los que el jugo circula a una velocidad lo suficientemente lenta para que el precipitado producido por la reacción del floculante y la materia orgánica se asiente en la parte inferior y pueda ser extraído. 8


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El jugo clarificado es enviado a los evaporadores por medio de un sistema de bobeo

C) Escalado: En la última parte de la limpieza se adiciona cal, preparando una lechada, con el objeto de regular la acidez de los jugos a un valor de pH de 5,8, para prevenir la formación de azúcares reductores (panela seruda o melcochuda) y ayudar a la clarificación de los jugos. Para cumplir con una BPM, la cal usada debe ser de tipo alimenticio para no contaminar la panela y obtener un producto inocuo. Se ha observado que se requiere mayor inclusión de cal cuando la caña proviene de suelos recién desmontados o ricos en materia orgánica; también cuando proviene de cortes inmaduros o sobremaduros, de primer corte, con cuatro o más días de apronte, o la caña de tallos muy afectados por barrenadores. FILTRACIÓN DE CACHAZA: La mezcla de floculante y materia orgánica depositada en la parte inferior de los clarificadores es transportada al Filtro de Cachaza. Este consiste en un cilindro rotatorio provisto de una superficie porosa en la que la cachaza se adhiere a la vez que se le rocía agua caliente. La adhesión se da por medio de la presión de vacío dentro del cilindro. La sustancia producto del lavado de la cachaza se trasporta por una serie de conductos en la parte interna del cilindro. Posteriormente esta mezcla (jugo y agua) es enviada al tanque de depósito de la romana de jugo. La cachaza por su parte es utilizada para la elaboración de abono orgánico.

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JUGO DE CAÑA DE AZÚCAR ENVASADO EN VIDRIO

El jugo de caña es un líquido refrescante y delicioso, que se obtiene de la parte comestible de la caña de azúcar, debidamente madurada y fresca. El jugo o zumo de caña de azúcar se prepara a partir de la molienda, pasteurización y posterior clarificación de la caña de azúcar seleccionada, manteniendo así las características químicas, físicas, organolépticas y nutricionales esenciales del jugo (zumo) del cual proceden. Es un líquido claro que incluye aditivos de tipo alimentario para preservar su vida útil y proporcionar sabores agradables y refrescantes a los sentidos. La presentación del producto es en envases de vidrio de 250ml, con el fin de que el consumidor lo pueda llevar en su lonchera para el colegio o para su lugar de trabajo. Este proceso de elaboración de jugo de caña ofrece un producto limpio y sanitizado, cumpliendo con las normas de higiene que exige los organismos de gobierno. El jugo de caña de azúcar contiene carbohidratos simples, principalmente sacarosa, que proporcionan energía rápida a quien lo consume. También contiene minerales como calcio, hierro y en mínima cantidad fósforo, que ayudan al mantenimiento de huesos y contracción muscular. 2.1FORMULACIÓN: Ingredientes y aditivos del Jugo de Caña envasado en botellas de vidrio. 1. 2. 3. 4.

Caña de azúcar. Ácido Cítrico. Citrato de Potasio. Carbón activado.

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Características de los ingredientes:

La caña de azúcar.- Es la materia prima de la cual se extrae el jugo triturándola, para posteriormente ser filtrada, pasteurizada, clarificada y envasada. La caña de azúcar como ingrediente para el proceso de elaboración de jugo debe tener un coeficiente de maduración entre 0.95 y 1, catalogado con grados Brix de 16 – 17, por lo tanto la coloración debe ser amarilla (Hernández, 2008). Las dimensiones del tallo de una caña apta para el proceso, va desde 2 m. hasta máximo 3 m. de altura y de 4 a 6 cm. de diámetro.

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Características de los aditivos:

Ácido Cítrico: Es el aditivo sólido cristalino que se agrega a la bebida durante el proceso con el objetivo de regular el pH, proporcionando un efecto antifúngico y bactericida, y a la vez aportando una sabor ácido. La disminución del pH, proporcionada por la adición directa del ácido cítrico en la bebida, hace que el sustrato, que es uno de los principales factores que determina la supervivencia y el crecimiento de los microorganismos, se acidifique, reduciendo la resistencia de microorganismos debido a que es más fácil su difusión a través de la membrana celular en su forma no disociada (lipofílica) y posteriormente se disocian en el interior de la célula inhibiendo el transporte celular y la actividad enzimática. De esta forma inhibe principalmente a Salmonella y a Cl. Botulinum (FEDNAD, 2003). El ácido cítrico es una sustancia orgánica producto del metabolismo de la mayoría de los seres vivos, por lo que la presencia de este ácido orgánico podría reducir la formación de amonio en el estómago, al evitar la desaminación de los aminoácidos a este nivel, pero también tiene afinidad por el calcio o sea que puede inhibir su absorción. En general, es poco tóxico, fácilmente degradable y carecen de acción farmacológica (FEDNAD, 2003). Citrato de Potasio: Su aplicación en la bebida es igual al ácido cítrico, es decir, de adición directa a la bebida. Su función es regular el pH en una solución debido a que es una sustancia alcalina. El citrato de potasio es una sal proveniente del ácido cítrico, tiene forma de cristales incoloros y es de fácil disolución en agua. Generalmente de origen químico. (LICOL, 2002). Carbón activado: Es el aditivo con la función de clarificar el jugo y eliminar olores y pigmentos extraños. El carbón activado tiene una extraordinaria área de superficie y poros que logran una gran capacidad de adsorción. Comercialmente se encuentra en el mercado grados alimenticios con rangos entre 300 y 2000 m2/g. La adsorción ocurre cuando los componentes de un líquido (alimento o bebida) se unen a un sólido (carbón activado). Esta unión puede ser de naturaleza física o química aunque hay veces que implica ambos. La adsorción física implica la atracción entre cargas eléctricas diferentes del adsorbente y el adsórbalo, mientras que la adsorción química es el producto entre la reacción de un adsorbente y el adsórbalo (alphacarbo Industrial Ltda.). La capacidad de adsorción depende de las características físico y químicas del adsorbente (carbón), las características físicas y químicas del adsórbalo (alimento o bebida), la concentración del adsórbalo en la solución líquida, las características de la fase (pH, temperatura) y el tiempo de contacto del adsórbalo con el adsorbente 11


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(tiempo de residencia). (National Organic Standards Board Technical Advisory Panel Review Compiled by OMRI for the USDA National Organic Program, 2002). El carbón activado es un agente adsorbente no específico, hecho a partir de la madera. El carbón esponjoso se enlaza con moléculas débilmente polares, especialmente aquellas que contienen anillos de benceno. El carbón elimina efectivamente compuestos fenólicos, especialmente los pequeños. Los compuestos mayores que los dímeros son demasiado grandes para ser adsorbidos. El carbón también contiene una gran cantidad de aire y algunas veces después de añadir el carbón se produce oxidación si este no se retira rápidamente (alphacarbo Industrial Ltda.). EL uso de carbón activado tiene como finalidad la remoción de polifenoles coloridos, melanoidinas de color marrón oscuro, gustos indeseables, precursores de color criados durante el proceso, pesticidas y fungicidas residuales (alphacarbo Industrial Ltda.).

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TECNOLOGIA INDUSTRIAS AZUCARERAS DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ELABORACIÓN DEL JUGO DE CAÑA DE AZUCAR.

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2.2 PUNTOS DE CONTROL: PC1: (RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA): Estado de la caña Esta debe llegar a la planta con 10 a 15 cm. de hojas, con la parte terminal del tallo y con rebrotes o yemas para evitar que se generen coloraciones indeseables en el jugo y azúcares reductores por hidrolización de la sacarosa en el cogollo, lo cual disminuyen la calidad del producto final, y evitar también la acción de microorganismos no deseados para el proceso. Residuos químicos: La concentración de residuos químicos de productos agrícolas o plaguicidas en la caña de azúcar debe estar dentro de los límites establecidos por el CODEX ALIMENTARIO, cumpliendo así con las características de calidad requeridas para ser aceptado como materia prima. PC2: (LIMPIADO Y SELECCIONADO): °Brix: 16. Color característico (amarillo) (Ver Anexo 1; Tabla 2). Una coloración verdosa o rojiza en la caña no es aceptada debido a que indica inmadurez (menor contenido de sacarosa y aumento en azúcares reductores) o que se ha iniciado el proceso de fermentación, con lo cual la carga de microorganismos (levaduras) aumenta, respectivamente. Dimensiones del tallo de la caña: 2-3 m. de altura, 4-6 cm. de diámetro. PC3: (LAVADO): Utilización de agua caliente hiperclorada, mínimo 10 ppm de cloro residual. La concentración debe ser adecuada para evitar contaminación por microorganismos patógenos y posibles efectos cancerígenos en el consumidor. PC4: (MEZCLADO): pH: 4. Cantidad de aditivos no debe sobrepasar los límites permitidos para evitar intoxicaciones. PC5: (PASTEURIZADO): Temperatura: 85 - 88° C; Tiempo: 10-15 minutos. Barrera térmica para eliminación de microorganismos. PC6: (CLARIFICADO):

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Control organoléptico: color ámbar claro traslúcido, olor característico,sabor característico, aspecto uniforme. °Brix: 16; pH: 4.

PC7: (ENVASADO Y SELLADO): Detector de metales. PC8: (ALMACENADO): Temperatura: 1 a 7°C. 2.3 DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL PROCESO: A) RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA: La caña de azúcar llega a la planta en camiones cañeros y es receptada en un área cubierta destinada para la recepción de esta. Allí se procede a inspeccionar la calidad y frescura de la caña tomando muestras representativas. La caña debe llegar fresca con alrededor de 10 a 15 cm. de las hojas y la parte terminal del tallo, con rebrotes o yemas y sin raíz, es decir, casi intacta después de su cosecha. Esto evitará que se acelere el proceso de hidrolización de la sacarosa en azúcares reductores y evitara la acción rápida de los polifenoles que alteran el color del jugo.

Es importante la toma de muestra y análisis en el departamento de control de calidad, o de un laboratorio externo o a su vez la certificación por parte del proveedor de que 15


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la materia prima cumple con los límites establecidos para la concentración de plaguicidas.

B) PESADO: La caña de azúcar es pesada en una báscula para conocer la cantidad que entrará al proceso y evaluar al final su rendimiento. Esto permitirá tener control sobre la eficiencia del procesamiento tanto de los equipo como del personal. C) LIMPIADO Y SELECCIONADO: La limpieza es realizada manualmente y consiste en eliminar las hojas, la parte terminal del tallo, rebrotes o yemas y alrededor de 5 a 10 cm de la parte inferior de la caña, a la vez que son seleccionadas por el personal de acuerdo a su coloración, la misma que indica el contenido de sólidos solubles y el coeficiente de maduración (CM). El contenido de sólidos solubles debe ser verificado por el área de control de calidad a través de la medición de °Brix. Los residuos generados en esta etapa como son: hojas, cogollos, hijuelos y la parte inferior de la caña, pueden ser picados y distribuidos en la superficie de los terrenos cañeros para reacondicionar el suelo. D) LAVADO: El lavado se realiza en dos etapas con el fin de eliminar material extraño (tierra, piedras, pedazos de hojas, polvo y otros). En la primera etapa, las cañas son colocadas en un túnel de acero inoxidable donde la materia extraña es removida mediante el movimiento circular de cepillos y del túnel, en presencia de pequeñas descargas de agua. En la segunda etapa, las cañas son colocadas en el sistema de bandas transportadoras para recibir duchas de agua caliente (50°C). En estas dos etapas el agua es utiliza con 10ppm. de cloro. E) CORTADO: Una vez lavadas, las cañas se dirigen hacia el corta cañas, que se encuentra conformado de cuchillas dispuestas en un eje horizontal. A medida que las masas de caña pasan por el corta cañas, este rompe su corteza y las ordena de forma uniforme. 16


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F) DESFIBRADO: Posteriormente, la caña trozada se dirige hacia la desfibradora, esta posee cuchillas las cuales giran a gran velocidad y están dispuestas sobre ejes colocados en el conductor o banda transportadora. Aquí las cañas son desmenuzas y rasgadas sin que haya pérdida de jugo, alimentando de forma continua y constante a los molinos para facilitar la extracción del jugo. G) EXTRACCIÓN DEL JUGO: En el área de molinos se extrae el jugo a la caña a través de la presión mecánica ejercida por un conjunto de masas o rodillos. De este proceso se obtiene dos productos: el jugo y el bagazo. El jugo sigue los procesos posteriores y la fibra o bagazo se utiliza como combustible para la generar energía en las calderas. H) FILTRADO: Inmediato de la extracción, el jugo es colado a través de un colador rotatorio para separar el jugo del bagacillo y es enviado hacia el depósito de jugo (tanque de acero inoxidable). I) MEZCLADO: En esta etapa, los aditivos (ácido citrato y citrato de potasio) son adicionados y mezclados. Para la verificación de la concentración de los aditivos se mide el pH que debe ser igual a 4. J) PASTEURIZADO: El jugo entra al intercambiador de placas donde es calentado hasta 8588 °C y dura alrededor de 10 a 15 min. Este proceso tiene la finalidad de eliminar microorganismos de tipo mesófilos y termófilos, a la vez que inhibe enzimas oxidasas y desnaturaliza proteínas. K) ENFRIADO: Luego el jugo se enfría hasta los 50°C. A esa temperatura la acción del carbón activado en el paso siguiente es más efectiva.

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L) CLARIFICADO: El jugo pasa a un tanque de carbón activado donde se absorbe y elimina compuestos orgánicos volátiles, cloro, sabores, colores y olores extraños. La cantidad utilizada está acorde a las dosis y tiempos (para reposo) dados por el laboratorio para la obtención de las características deseadas. El tanque posee una membrana filtrante en la parte inferior, lugar de e vacuación del jugo clarificado, que retiene el carbón activado para ser reutilizado hasta cuando la función de absorción empiece a ser ineficaz, y sea necesario cambiar el carbón activado usado por uno nuevo. M) ENVASADO Y SELLADO: Las botellas a utilizarse en el envasado son previamente lavadas y esterilizadas en una cámara de esterilización con peróxido de hidrógeno y posteriormente lavadas con agua estéril. Luego la máquina llenadora introduce el jugo de caña en las botellas, dejando el espacio de cabeza, que equivale al 10% del tamaño interno del envase. Seguidamente son selladas manualmente con tapas y pasadas por el detector de metales. El detector de metales es un equipo que tiene la función de identificar metales de tipo ferroso, no ferrosos y acero inoxidables, asegurando de esta forma la ausencia de metales en el producto final. N) ETIQUETADO: Se procede a colocar la etiqueta, la cual contiene los datos de Presentación del producto basado en la Norma INEN 1 334-2:2008. O) ALMACENADO: Las botellas son enviadas a almacenaje a una temperatura de 1 a 7 °C para posteriormente ser distribuidas. En esta última etapa se toman muestras del producto final para análisis de laboratorio. 2.4 FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DEL PRODUCTO JUGO DE CAÑA ENVASADO EN VIDRIO: DESPUÉS DEL CORTE Altura del corte: El tamaño de los trozos obtenidos en la cosecha mecanizada o manual se deteriora más rápido que la caña entera. Por lo tanto, el corte que se debe realizar es a las raíces de la caña y a las hojas, recalcándose que debe ser realizado cuando en la caña están presentes las espigas de la flor abiertas. 18


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Tiempo de corte y molienda: El deterioro de la caña empieza inmediatamente después del corte, siendo mayor a medida que aumenta el tiempo de permanencia en los patios de la planta procesadora, en el campo o durante el transporte, y dependiendo de las condiciones ambientales, si la temperatura es mayor del deterioro se acelera.

Contenido de material extraño: El régimen de lluvias puede influir en el contenido de material extraño, ya que se espera una mayor cantidad de suelo adherido en la caña. Acción de microorganismos: Cuando el corte es mecánico y no manual, el deterioro es mayor, debido al incremento de infecciones de origen bacteriano en los tallos, debido especialmente a que las cuchillas cosechadoras no están bien alineadas o afiladas. Los agentes microbiológicos como las Leuconostoc mesenteroides y L. dextranicum también afectan la calidad después del corte. Estas bacterias dan origen a polisacáridos como las dextranas utilizando la sacarosa como materia prima, contribuyendo así a la pérdida de esta e incrementando la viscosidad de los jugos (Larrahondo, 1995). 2.5DURANTE EL PROCESO DE ELABORACIÓN: A) FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA: Debido a la presencia de azúcares en el jugo de caña, éste puede ser susceptible de alteraciones físicas y químicas, por parte de microorganismos como levaduras. Pero este riesgo es evitado con la aplicación de la pasteurización, tratamiento térmico que elimina levaduras responsables de la formación de etanol. Las levaduras son hongos unicelulares que tienen sistemas enzimáticos alternativos para producir alcohol a partir de azúcares. A este proceso se conoce como fermentación alcohólica y es catalogado como el hecho bioquímico por el cual las levaduras transforman los azúcares de una solución en etanol y CO2 (Larrahondo, 1995). Para que la fermentación alcohólica tenga lugar, la solución ha de hallarse en condiciones de limitación de oxígeno, tener alta concentración de azúcares, pH entre 3.5 a 5 y levaduras vivas. B) PRECIPITACIÓN: Durante el procesamiento del jugo de caña, en la etapa después de la pasteurización se nota claramente que existe una tendencia a la formación de sólidos que precipitan.

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Este hecho se explica debido a que las proteínas presentes pierden su estructura nativa a causa de la adición de aditivos ácidos, como es el ácido cítrico y el citrato de potasio, y la aplicación del tratamiento térmico dado por la pasteurización. En el caso de la desnaturalización a causa de la disminución de pH, los iones H+ y OHafectan a la carga eléctrica de los grupos ácidos y básicos de las cadenas laterales de los aminoácidos. Esta alteración de la carga superficial de las proteínas elimina las interacciones electrostáticas que estabilizan la estructura terciaria y provocan su precipitación (Larrahondo, 1995). En el caso de la temperatura, cuando esta es elevada, la energía cinética de las moléculas aumenta, con lo que se desorganiza la envoltura acuosa de las proteínas, y se desnaturalizan. Asimismo, un aumento de la temperatura destruye las interacciones débiles, de forma que el interior hidrófobo interacciona con el medio acuoso y se produce la agregación y precipitación de la proteína desnaturalizada (Larrahondo, 1995). C) PRESENCIA DE PIGMENTOS: Durante el procesamiento de la caña de fruta se producen coloraciones que disminuyen la calidad del producto final. Entre ellos se encuentran las melanoidinas, productos terminales de la reacción de Maillard entre azúcares reductores (fructosa y glucosa) y compuestos aminados (glutamina, glicina, asparagina, ácido aspártico y lisina) (Hernández & Decloux, 2007). Las melanoidinas se forman a partir de la condensación entre un compuesto carbonilado y una amina. A dicha condensación le siguen una serie de reacciones de isomerización, ciclación y polimerización que conducen a la formación de polímeros coloreados y de compuestos aromáticos volátiles (Hernández & Decloux, 2007). Las melanoidinas se forman de reacciones entre glucosa-lisina, glucosa-glutamina, glucosa asparagina, glucosa-ác. Aspártico, glucosa-glicina, fructosa-lisina, fructosaglutamina, fructosa-asparagina, fructosa-ác. Aspártico y fructosa-glicina, donde las melanoidinas formadas a partir de asparagina producen sedimento, y las formadas a partir de glucosa son más coloreadas que las formadas a partir de fructosa (Hernández & Decloux, 2007) Factores que afectan o inhiben la reacción de Maillard en el jugo de caña:   

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El pH ácido del jugo inhibe la reacción. La temperatura de pasteurización acelera la reacción. La actividad de agua de los jugos de 0.97 (Ponce Alquicira, 2005), favorece la dilución de reactantes. Presencia de aminoácidos reactivos glutamina, glicina, asparagina, ácido aspártico y lisina favorecen la reacción. La sacarosa carece de poder reductor, solo interviene si previamente se hidroliza y convierte en azúcares reductores.

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TECNOLOGIA INDUSTRIAS AZUCARERAS 

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Metales como el hierro y moléculas como el oxígeno tienen un efecto catalizador sobre la formación de las melanoidinas

BIBLIOGRAFIA:    

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Jugo de Caña de Azucar

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